CN102046541B - 减压脱泡装置、玻璃制品的制造装置及玻璃制品的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以在不产生熔融玻璃流路中的熔融玻璃流的滞留、局部的熔融玻璃流的流速增大和熔融玻璃流的压降过度增加等问题的情况下实现200吨/天以上的处理能力的减压脱泡装置。一种减压脱泡装置，它是包括减压脱泡槽以及与所述减压脱泡槽连接的上升管和下降管的减压脱泡装置，其特征在于，所述减压脱泡槽具有形成该减压脱泡槽中的熔融玻璃流路的宽幅部位，该宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1和长度L1的比值W1/L1在0.2以上，在所述减压脱泡槽中，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W3比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1小，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的底部和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的底部位于比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的底部低的位置。

Description

减压脱泡装置、玻璃制品的制造装置及玻璃制品的制造方法
技术领域
本发明涉及减压脱泡装置、玻璃制品的制造装置及玻璃制品的制造方法。
背景技术
以往，为了提高成形得到的玻璃制品的品质，在利用成形装置对用熔化槽将原料熔化而成的熔融玻璃进行成形前采用减压脱泡装置来除去熔融玻璃内产生的气泡。
减压脱泡装置是如下装置：通过使熔融玻璃通过内部保持于规定真空度的减压脱泡槽内，使熔融玻璃内所包含的气泡在较短的时间内长大，利用长大了的气泡的浮力使其在熔融玻璃中上浮，在熔融玻璃的表面使气泡破裂，藉此高效地从熔融玻璃表面除去气泡。
从玻璃制造量的增加、玻璃制造成本的削减等观点来看，要求玻璃制造设备大型化，对于减压脱泡装置还要求脱泡处理量的增加、即减压脱泡装置中的熔融玻璃流的大流量化。
为了实现熔融玻璃流的大流量化，进行所需的减压脱泡处理，必须考虑到各种因素的变化(例如，进行脱泡处理的熔融玻璃流的流量变化、因熔化炉内的熔融玻璃的温度下降而产生的熔融玻璃内溶存的气体成分的浓度变化、所进行减压的减压脱泡槽的压力变化等各种因素的变化)，使减压脱泡槽内的熔融玻璃的液表面在宽广的范围内与上部空间接触，从而使得可以在所需的范围内对熔融玻璃中产生的气泡进行减压脱泡。进而，为了使熔融玻璃的液表面在宽广的范围内与上部空间接触，必须扩大减压脱泡槽的底面积。
为了扩大减压脱泡槽的底面积，必须在长边方向上延长减压脱泡槽中的熔融玻璃流路或者加大该熔融玻璃流路的宽度。然而，如果进一步延长长边方向上较长的以往的减压脱泡槽的熔融玻璃流路，则会进一步加大形成流路的构件的长边方向的热膨胀，导致流路的破损，从而缩短其寿命。此外，因为流路整体加长，所以将减压脱泡槽维持在达到规定真空度的高度的设备也大型化。因此，与在长边方向延长熔融玻璃流路的方法相比，较好是加大该熔融玻璃流路的宽度。本申请人在专利文献1中提出了为大型化而加大了熔融玻璃流路的宽度的减压脱泡装置。
专利文献1中，作为均一地加大减压脱泡装置的熔融玻璃流路的宽度时的问题，例举了以下的2点。
第一，可预见在该熔融玻璃流路的下游侧出现熔融玻璃流的流速局部地下降的部分。这样的情况下，流下速度下降的局部的熔融玻璃流与其他部分的熔融玻璃流相比，滞留于减压脱泡槽内的时间更长，因此导致在该期间例如钠(Na)等轻元素蒸发，熔融玻璃的组成在局部发生变化。其结果是，作为最终制品的平板玻璃等产生如下问题：导致折射率在局部出现差异而使透视像变形，即所谓的波筋(ream)的恶化，进而使品质劣化。
第二，由于难以制造作为在该熔融玻璃流路的宽度方向上不存在接缝的一体物的致密质耐火物制砖、即宽度有1m的致密质耐火物制砖，因此必须在该熔融玻璃流路的宽度方向上组合多块致密质耐火物制砖。因此，在形成减压脱泡槽的流路的顶部、底部和两侧壁部不可避免地存在接缝。可预见到这样的接缝中，特别是顶部或底部与两侧壁部连接的部分的接缝容易因加热过程中和使用时产生的致密质耐火物制砖的热膨胀而开裂。若接缝的一端开裂，则开裂的接缝因熔融玻璃而产生的侵蚀变得剧烈，而且从开裂的接缝剧烈地产生气泡，混入熔融玻璃内。而且，由于该气泡不会成长至减压脱泡处理中被减压脱泡的程度的大小，因此熔融玻璃在内部混入有大量气泡的情况下与细小的砂石一起被导出减压脱泡槽。其结果是，产生致使作为玻璃制品的品质劣化的问题。
作为专利文献1中记载的减压脱泡装置，为了解决上述的第一个问题，提供了一种熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，包括抽真空而内部被减压的减压外壳、设于该减压外壳内的使熔融玻璃流下而进行减压脱泡的减压脱泡槽、与该减压脱泡槽连通设置的使减压脱泡前的熔融玻璃吸引上升而导入所述减压脱泡槽的上升管、与所述减压脱泡槽连通设置的使经减压脱泡的熔融玻璃从所述减压脱泡槽下降而导出的下降管，所述减压脱泡槽如下构成：使经减压脱泡的熔融玻璃下降至所述下降管的下游部的流路的内部宽度比从所述上升管导入熔融玻璃的上游部的流路的内部宽度小。
此外，为了解决上述的第二个问题，提供了一种熔融玻璃的减压脱泡装置，它是包括抽真空而内部被减压的减压外壳、与致密质耐火物制砖组合设于该减压外壳内的使熔融玻璃流下而进行减压脱泡的减压脱泡槽、与该减压脱泡槽连通设置的使减压脱泡前的熔融玻璃吸引上升而导入所述减压脱泡槽的上升管、与所述减压脱泡槽连通设置的使减压脱泡后的熔融玻璃从所述减压脱泡槽下降而导出的下降管的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述减压脱泡槽具有用于形成矩形截面形状的流路的与所述致密质耐火物制砖组合而构成的顶部、底部和两侧壁部，与所述两侧壁部连接的所述顶部和所述底部的所述致密质耐火物制砖具有用于组装所述两侧壁部的所述致密质耐火物制砖的缺口部，在所述减压脱泡槽的所述两侧壁部的外侧具有将所述两侧壁部的致密质耐火物制砖从外侧固定的固定单元。
专利文献1：日本专利特开2000-178029号公报
发明的概要
专利文献1中记载的减压脱泡装置中，为了防止在熔融玻璃流路的下游侧熔融玻璃流的流速局部地下降，即防止熔融玻璃流滞留，采用减压脱泡槽中使熔融玻璃下降至下降管的下游部的流路的内部宽度比从上升管将熔融玻璃导入的上游部的流路的内部宽度小的结构，但由专利文献1的图2可知，产生熔融玻璃流滞留的原因是下降管的口径比加大了宽度的减压脱泡槽的熔融玻璃流路小。因此，从防止熔融玻璃流滞留的观点来看，较好是也减小从上升管将熔融玻璃导入的上游部的流路的内部宽度。即，较好是使减压脱泡槽的熔融玻璃流路中从上升管将熔融玻璃导入的上游部的流路的内部宽度和使熔融玻璃下降至下降管的下游部的流路的内部宽度比熔融玻璃流路的其他部位、即熔融玻璃流路的中间部分的内部宽度小。
但是，如果局部地减小熔融玻璃流路的内部宽度，则在该部分中流动的熔融玻璃流的流速增大。如专利文献1的段落[0039]中记载的处理能力20吨/天左右的减压脱泡装置中，熔融玻璃流存在单纯地线性流动的倾向，局部的熔融玻璃流的流速增大不会造成问题，但本发明人在研究本发明时发现如果是处理能力200吨/天以上的大型减压脱泡装置，则局部的熔融玻璃流的流速增大会造成问题。
制造大型减压脱泡装置的情况下，也如专利文献1中所记载，减压脱泡槽的构成材料采用致密质耐火物炉材、特别是电铸耐火物炉材。这些材料的耐热性、对熔融玻璃的耐受性等良好，作为减压脱泡槽的构成材料表现优异，但减压脱泡槽中与熔融玻璃接触的部位在使用减压脱泡槽的过程中受到熔融玻璃的侵蚀。如专利文献1的段落[0039]中记载的处理能力20吨/天左右的减压脱泡装置中，即使存在熔融玻璃流的流速局部地增大的部位，熔融玻璃引起的侵蚀也不会造成问题，但本发明人在研究本发明时发现如果是处理能力200吨/天以上的大型减压脱泡装置，则无法忽视熔融玻璃流的流速局部地增加的部位的熔融玻璃引起的侵蚀。
此外，如果局部地减小熔融玻璃流路的内部宽度，则通过减压脱泡槽的熔融玻璃流的压降(流动阻抗)可能会增加。虽然专利文献1中未记载，但如果进一步延长长边方向上较长的以往的减压脱泡槽的流路，则熔融玻璃流通过该熔融玻璃流路时的压降(流动阻抗)会造成问题。此外，如专利文献1的段落[0039]中记载的处理能力20吨/天左右的减压脱泡装置中，通过减压脱泡槽的熔融玻璃流的压降的增加不会造成问题，但本发明人在研究本发明时发现如果是处理能力200吨/天以上的大型减压脱泡装置，则因局部地减小熔融玻璃流路的内部宽度而导致熔融玻璃流的压降过度增加，会对于减压脱泡装置造成致命性的问题。
本发明的目的在于提供可以在不产生熔融玻璃流路中的熔融玻璃流的滞留、局部的熔融玻璃流的流速增大和熔融玻璃流的压降过度增加等问题的情况下实现200吨/天以上的处理能力的减压脱泡装置，从而解决上述的此次在现有技术中发现的新问题。
为了实现上述的目的，本发明提供一种减压脱泡装置，它是包括减压脱泡槽以及与所述减压脱泡槽连接的上升管和下降管的减压脱泡装置，其特征在于，所述减压脱泡槽具有形成该减压脱泡槽中的熔融玻璃流路的宽幅部位，该宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1和长度L1的比值W1/L1在0.2以上，在所述减压脱泡槽中，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W3比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1小，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的底部和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的底部位于比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的底部低的位置。
本发明的减压脱泡装置中，较好是所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1在1000mm以上。
本发明的减压脱泡装置中，较好是所述宽幅部位的熔融玻璃流路的长度L1在5000mm以上。
本发明的减压脱泡装置中，较好是与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的底部和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的底部分别位于比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的底部低50～1000mm的位置。
本发明的减压脱泡装置中，较好是与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W2、与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W3、所述上升管的内径(直径)r2和所述下降管的内径(直径)r3满足下式所示的关系。
1×r2≤W2≤5×r2
1×r3≤W3≤5×r3
本发明的减压脱泡装置中，较好是以熔融玻璃的液面的假想水平面为基准，所述水平面下的所述宽幅部位的熔融玻璃流路的截面积S1、所述水平面下的与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的截面积S2和所述水平面下的与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的截面积S3满足下式所示的关系。
1.0≤S1/S2≤10.0
1.0≤S1/S3≤10.0
本发明的减压脱泡装置中，较好是所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1(mm)、所述宽幅部位的熔融玻璃流路的长度L1(mm)、与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的长度L2(mm)和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的长度L3(mm)满足下式所示的关系。
0.5×W1≤L2≤2×L1
0.5×W1≤L3≤2×L1
本发明提供一种玻璃制品的制造装置，该装置包括上述的减压脱泡装置、设于该减压脱泡装置的上游侧的熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化单元、设于该减压脱泡装置的下游侧的对熔融玻璃进行成形的成形单元、对成形后的玻璃进行退火的退火单元。
本发明提供一种玻璃制品的制造方法，该方法包括通过上述的减压脱泡装置对熔融玻璃进行脱泡处理的工序、在该减压脱泡装置的上游侧熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化工序、在该减压脱泡装置的下游侧对熔融玻璃进行成形的成形工序、对成形后的玻璃进行退火的退火工序。
本发明提供一种玻璃制品的制造方法，它是包括熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化工序、通过具有减压脱泡槽以及与所述减压脱泡槽连接的上升管和下降管的减压脱泡装置对该熔融玻璃进行脱泡处理的工序、对该脱泡处理后的熔融玻璃进行成形的成形工序、对成形后的玻璃进行退火的退火工序的玻璃制品的制造方法，其特征在于，在所述减压脱泡槽内流动的熔融玻璃具有宽幅部位，该宽幅部位的熔融玻璃流的宽度w1和长度l1的比值w1/l1在0.2以上，在所述减压脱泡槽内流动的与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流的宽度w2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流的宽度w3比所述宽幅部位的熔融玻璃流的宽度w1小，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流的深度h2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流的深度h3比所述宽幅部位的熔融玻璃流的深度h1深。
如果采用本发明，则能够提供可以在不产生熔融玻璃流路中的熔融玻璃流的滞留、局部的熔融玻璃流的流速增大和熔融玻璃流的压降过度增加等问题的情况下实现200吨/天以上的处理能力的减压脱泡装置。
附图的简单说明
图1是表示本发明的减压脱泡装置的一个结构例的剖视图。
图2是图1所示的减压脱泡槽2的俯视图。其中，省略了减压脱泡槽2上部的壁面，使减压脱泡槽2的内部结构可见。
图3是表示本发明的减压脱泡装置中的减压脱泡槽的另一种形态的俯视图。减压脱泡槽的平面形状与图2不同。
图4是本发明的玻璃制品的制造方法的一种实施方式的流程图。
实施发明的方式
以下，参照附图对本发明进行说明。图1是表示本发明的减压脱泡装置的一个结构例的剖视图。图1所示的减压脱泡装置1是在对从熔化槽(未图示)供给的熔融玻璃进行减压脱泡并连续地供至后续的处理装置(未图示，有成形装置、进而退火装置等)的工艺中使用的装置。
减压脱泡装置1在其内部具有设有熔融玻璃G的流路的减压脱泡槽2。使熔融玻璃G在其内部保持于低于大气压的减压状态的减压脱泡槽2中通过，藉此进行熔融玻璃的减压脱泡。图1中，减压脱泡槽2中的水平线x表示熔融玻璃G的液面，同时在与减压脱泡槽2的关系中表示假想为熔融玻璃的液面时的水平面。
还有，减压脱泡槽2通常收纳于减压壳体内，通过对减压壳体进行减压吸引，从而将减压脱泡槽2内部的气压保持在低于大气压的减压状态，但未图示。另一方面，减压脱泡槽2未收纳于减压壳体内的情况下，通过使用真空泵等对减压脱泡槽2的熔融玻璃G的上部空间进行减压吸引，从而将减压脱泡槽2内部的气压保持在低于大气压的减压状态。
减压脱泡槽2上连接有上升管3和下降管4。上升管3是使脱泡处理前的熔融玻璃G吸引上升而导入该减压脱泡槽2的熔融玻璃G的导入单元，其下端部与上游侧的导管结构10连接。另一方面，下降管4是使脱泡处理后的熔融玻璃G从该减压脱泡槽2下降而导出的熔融玻璃G的导出单元，其下端部与下游侧的导管结构20连接。
图2是图1所示的减压脱泡槽2的俯视图。其中，省略了减压脱泡槽2上部的壁面、减压外壳等，使减压脱泡槽2的内部结构可见。
本发明的减压脱泡装置中，为了实现200吨/天以上的处理能力，减压脱泡槽2具有宽幅部位21。该宽幅部位21形成该减压脱泡槽2中的熔融玻璃G的流路。本说明书中，减压脱泡槽的宽幅部位是指减压脱泡槽的熔融玻璃流路中宽度比其他部位大的部位。
本发明的减压脱泡装置1中，该宽幅部位21的熔融玻璃G的流路的宽度W1和长度L1的比值(W1/L1)在0.2以上。通过使宽幅部位21的W1/L1在0.2以上，可以在不产生长边方向的热膨胀的增大引起的熔融玻璃流路的破损和熔融玻璃流的压降过度增加等问题的情况下实现200吨/天以上的处理能力。此外，通过使宽幅部位21的W1/L1在0.2以上，尽管是实现200吨/天以上的处理能力的大型减压脱泡装置，也可以将其尺寸控制在最小限度。
W1/L1优选在0.25以上，较好是在0.3以上，更好是在0.35以上。此外，通常W1/L1优选在4以下，较好是在2.5以下，更好是在1.3以下。
在实现200吨/天以上的处理能力方面，优选宽幅部位21的熔融玻璃流路的宽度W1在1000mm以上。
W1较好是在2000mm以上，W1更好是在3000mm以上。
因此，在实现200吨/天以上的处理能力方面，优选宽幅部位21的熔融玻璃流路的长度L1在5000mm以上。
L1较好是在6000mm以上，L1更好是在7000mm以上。
还有，若考虑到操作性方面，W1的上限较好是10000mm，L1的上限较好是15000mm。
减压脱泡槽2中的熔融玻璃G的流路上方的顶部有呈水平的情况和在熔融玻璃流动的宽度方向上呈拱状的情况，优选宽幅部位21的自底部至顶部的最大高度H1为500～5000mm。若假设减压脱泡槽2中的熔融玻璃G的流路上方的顶部呈水平，则优选宽幅部位21的自底部至顶部的高度H1为500～5000mm。若将自熔融玻璃的液面的假想水平面至宽幅部位21的底部的深度设为h1，则自该水平面至顶部的高度为H1减去h1而得的值。
如果H1低于500mm，则可能会难以将h1调整至合适的深度，或者脱泡空间变得狭小而脱泡效率降低。另一方面，如果H1高于5000mm，则可能会发生难以构筑减压脱泡槽等情况。H1较好是在500～2000mm，H1更好是在700～1500mm。
优选自熔融玻璃的液面的假想水平面至宽幅部位21的底部的深度(与熔融玻璃G在减压脱泡槽2中流动时的宽幅部位21的熔融玻璃流的深度相同)h1为100～1000mm。只要h1＜H1且确保一定程度的脱泡空间，h1实质上不受H1的值的制约。
如果h1低于100mm，则宽幅部位21的熔融玻璃流路的底面可能会受到熔融玻璃的侵蚀。此外，熔融玻璃流通过宽幅部位21时的压缩可能会产生问题。另一方面，如果h1高于1000mm，则存在于熔融玻璃流路的底面附近的气泡不易上浮，减压脱泡的效果可能会下降。
h1较好是在200～900mm，更好是在300～800mm，进一步更好是在400～700mm。还有，作为脱泡空间的高度的自所述水平面至顶部的高度(H1-h1)较好是在100mm以上，更好是在200mm以上。
上升管3在该宽幅部位21的上游侧与减压脱泡槽2连接。下降管4在该宽幅部位21的下游侧与减压脱泡槽2连接。以下，本说明书中，将减压脱泡槽2的与上升管3连接的部位称为上升管连接部位22，将减压脱泡槽2的与下降管4连接的部位称为下降管连接部位23。
上升管连接部位22和下降管连接部位23是熔融玻璃G的流路的宽度W2、W3(mm)比宽幅部位21的熔融玻璃流路的宽度W1小的窄幅部位。通过采用这样的结构，尽管减压脱泡槽2的熔融玻璃流路的宽度大，但熔融玻璃流的滞留、更具体为熔融玻璃流路的上游侧和下游侧的熔融玻璃流的滞留得到防止。
但是，作为专利文献1中记载的减压脱泡装置的问题，如上所述，实现200吨/天以上的处理能力的大型减压脱泡装置中，如果使减压脱泡槽的熔融玻璃流路局部地变窄，则产生不能容许的各种问题。
即，如果使减压脱泡槽的熔融玻璃流路局部地变窄，则容易发生局部的熔融玻璃流的流速增大，发生该情况的区域的大小容易变得比以往的装置大出许多，所以减压脱泡槽的与熔融玻璃接触的部位的侵蚀可能会造成更严重的问题。
此外，如果使减压脱泡槽的熔融玻璃流路局部地变窄，则发生熔融玻璃流的压降的过度增加，可能会对于减压脱泡装置造成致命性的问题。
本发明的减压脱泡装置中，为了防止这些问题，上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部位于比宽幅部位21的熔融玻璃流路的底部低的位置。即，作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部位于比宽幅部位21低的位置。通过采用这样的结构，宽幅部位21的熔融玻璃流路的截面积(参照后述的定义)与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的截面积(参照后述的定义)的差变小。这意在实质上减小宽幅部位21的熔融玻璃流的截面积与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流的截面积的差。其结果是，尽管上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路局部地变窄，但局部的熔融玻璃流的流速增大得到抑制，减压脱泡槽的与熔融玻璃接触的部位受到侵蚀的可能性减小。此外，尽管上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路局部地变窄，但熔融玻璃流的压降的过度增加得到抑制。
较好是上升管连接部位22的熔融玻璃流路的底部和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部分别位于比宽幅部位21的熔融玻璃流路的底部低50～1000mm的位置。即，如果将自熔融玻璃的液面的假想水平面至上升管连接部位22的熔融玻璃流路的底部的深度(与熔融玻璃G在减压脱泡槽2中流动时的上升管连接部位22的熔融玻璃流的深度相同)设为h2，自熔融玻璃的液面的假想水平面至下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部的深度(与熔融玻璃G在减压脱泡槽2中流动时的下降管连接部位23的熔融玻璃流的深度相同)设为h3，则较好是(h2-h1)和(h3-h1)分别在50～1000mm的范围内。更好是这些高度的差分别在50～400mm的范围内，进一步更好是这些高度的差分别在50～200mm的范围内。
所述减压脱泡槽2中的各位置的熔融玻璃流路的截面积是指各位置的与减压脱泡槽2的熔融玻璃G的流动方向垂直的方向的截面中位于熔融玻璃的液面的假想水平面下方的截面的面积。图1、图2中，宽幅部位21的熔融玻璃流路的截面积是指以W1×h1表示的面积。熔融玻璃G在减压脱泡槽2中流动时，该截面积等于宽幅部位21的熔融玻璃流的截面积。同样地，上升管连接部位22的熔融玻璃流路的截面积是以W2×h2表示的面积，下降管连接部位23的熔融玻璃流路的截面积是以W3×h3表示的面积。
如上所述，本发明的减压脱泡装置1中，使上升管连接部位22和下降管连接部位23为熔融玻璃流路的宽度W2、W3小的窄幅部位是为了防止熔融玻璃流路的上游侧和下游侧的熔融玻璃流的滞留。
因此，在上升管连接部位22和下降管连接部位23，较好是熔融玻璃流路的宽度W2、W3与上升管3和下降管4的内径r2、r3的差小。具体来说，上升管连接部位22的熔融玻璃流路的宽度W2和上升管3的内径(直径)r2较好是满足下式(1)所示的关系，下降管连接部位23的熔融玻璃流路的宽度W3和下降管4的内径(直径)r3较好是满足下式(2)所示的关系。
1×r2≤W2≤5×r2  (1)
1×r3≤W3≤5×r3  (2)
在这里，W2是上升管连接部位22中上升管3的中心轴通过的部位的熔融玻璃流路的宽度，W3是下降管连接部位23中下降管4的中心轴通过的部位的熔融玻璃流路的宽度。
如果满足上式(1)、(2)所示的关系，则熔融玻璃流路的宽度W2、W3与上升管3和下降管4的内径r2、r3的差小，所以在熔融玻璃流路的上游侧和下游侧不会发生熔融玻璃流的滞留。
上升管连接部位22的熔融玻璃流路的宽度W2和上升管3的内径r2更好是满足下式(3)、优选下式(31)所示的关系，下降管连接部位23的熔融玻璃流路的宽度W3和下降管4的内径r3更好是满足下式(4)、优选下式(41)所示的关系。
1×r2≤W2≤3×r2     (3)
1×r3≤W3≤2×r3     (4)
1.25×r2≤W2≤3×r2  (31)
1.5×r3≤W3≤2×r3   (41)
上升管3和下降管4的内径r2、r3也根据减压脱泡装置的规模而不同，处理能力200吨/天以上的减压脱泡装置的情况下，通常为100～1000mm，优选200～800mm，较好是300～700mm，更好是400～600mm。
因此，上升管连接部位22的熔融玻璃流路的宽度W2和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的宽度W3分别优选100～5000mm，较好是125～3000mm，更好是150～2000mm。
还有，图2中上升管3和下降管4的截面形状呈圆形，但用于减压脱泡装置的上升管、下降管的截面形状并不局限于此，也有截面形状呈椭圆形或矩形等多边形形状的情况。这样的情况下，将上升管3和下降管4的内径中的最大径作为上式(1)～(4)中的r2、r3。例如，上升管3和下降管4的开口部的形状呈椭圆形时，将椭圆形的长径作为r2、r3。
如上所述，本发明的减压脱泡装置中，使作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部位于比宽幅部位21的熔融玻璃流路的底部低的位置是为了减小宽幅部位21的熔融玻璃流路的截面积与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的截面积的差。因此，上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部的位置并不只是简单地以与宽幅部位21的熔融玻璃流路的底部的位置的关系设定，还必须按照宽幅部位21的熔融玻璃流路的截面积与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的截面积的差减小、实质上为宽幅部位21的熔融玻璃流的截面积与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流的截面积的差减小的条件进行设定。具体来说，优选按照宽幅部位21的熔融玻璃流路的截面积S1和上升管连接部位22的熔融玻璃流路的截面积S2满足下式(5)所示的关系的条件设定自熔融玻璃的液面的假想水平面至上升管连接部位22的熔融玻璃流路的底部的深度h2，优选按照宽幅部位21的熔融玻璃流路的截面积S1和下降管连接部位23的熔融玻璃流路的截面积S3满足下式(6)所示的关系的条件设定自熔融玻璃的液面的假想水平面至下降管连接部位23的熔融玻璃流路的底部的深度h3。还有，如前所述，图1、图2中，S1等于W1×h1，S2等于W2×h2，S3等于W3×h3。
1.0≤S1/S2≤10.0  (5)
1.0≤S1/S3≤10.0  (6)
S1和S2较好是满足下式(7)所示的关系，更好是满足下式(8)所示的关系。
1.0≤S1/S2≤5.0  (7)
1.0≤S1/S2≤3.0  (8)
S1和S3较好是满足下式(9)所示的关系，更好是满足下式(10)所示的关系。
1.0≤S1/S3≤5.0  (9)
1.0≤S1/S3≤3.0  (10)
如上所述，本发明的减压脱泡装置1通过在减压脱泡槽2设置宽幅部位21，可以在不产生长边方向的热膨胀的增大引起的熔融玻璃流路的破损和熔融玻璃流的压降过度增加等问题的情况下实现200吨/天以上的处理能力。因此，将宽幅部位21的熔融玻璃流路的长度L1与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23的熔融玻璃流的长度L2和L3进行比较时，具体来说，优选满足下式(11)、(12)所示的关系。
0.5×W1≤L2≤2×L1  (11)
0.5×W1≤L3≤2×L1  (12)
上式(11)、(12)中，L2和L3不是熔融玻璃流路的宽度达到上述定义的W2和W3以下的部分的熔融玻璃流路的长度，而是表示熔融玻璃流路的宽度比宽幅部位21的熔融玻璃流路的宽度W1小的部分整体的长度。
上式(11)、(12)中，优选L2和L3在宽幅部位21的熔融玻璃流路的宽度W1的0.5倍以上的理由是，如果L2和L3低于W1的0.5倍，则在宽幅部位21与作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23之间，熔融玻璃流路的宽度急剧地变化，所以可能会产生熔融玻璃流的压降的过度增加。
L1和L2较好是满足下式(13)所示的关系，更好是满足下式(14)所示的关系。
0.6×W1≤L2≤1.5×L1  (13)
0.75×W1≤L2≤1×L1   (14)
L1和L3较好是满足下式(15)所示的关系，更好是满足下式(16)所示的关系。
0.6×W1≤L3≤1.5×L1  (15)
0.75×W1≤L3≤1×L1   (16)
图2所示的减压脱泡槽2中，在作为窄幅部位的上升管连接部位22和下降管连接部位23中实际与上升管3和下降管4连接的部分附近，熔融玻璃流路的宽度一定，但本发明的减压脱泡装置中，作为窄幅部位的上升管连接部位和下降管连接部位也可以不具有熔融玻璃流路的宽度一定的部分。图3是表示本发明的减压脱泡装置中的减压脱泡槽的另一种形态的俯视图。图3所示的减压脱泡槽2’中，作为窄幅部位的上升管连接部位22’和下降管连接部位23’不具有熔融玻璃流路的宽度一定的部分。还有，图3所示的减压脱泡槽2’的截面形状与图1所示的减压脱泡槽2相同。
图3所示的减压脱泡槽2’较好是除了作为窄幅部位的上升管连接部位22’和下降管连接部位23’不具有熔融玻璃流路的宽度一定的部分之外，满足在图2所示的减压脱泡槽2的说明中所述的条件。
本发明的减压脱泡装置中，减压脱泡槽、上升管和下降管的构成材料只要是耐热性和对熔融玻璃的耐蚀性良好的材料即可，没有特别限定。因此，也可以使用铂或者如铂铑合金等铂合金。但是因为本发明的减压脱泡装置是实现200吨/天以上的处理能力的大型减压脱泡装置，所以较好是使用如电铸砖等耐火砖。但是，因为本发明的减压槽具有宽幅部位，所以与专利文献1中记载的减压脱泡槽同样，必须在该熔融玻璃流路的宽度方向上组合多块耐火砖来构成。并且，组合多块耐火砖来构成减压脱泡槽时，较好是实施与专利文献1中记载的减压脱泡槽同样的步骤。即，减压脱泡槽的侧壁部通过将作为在减压脱泡槽的高度方向上没有接缝的一体物的耐火砖沿长边方向堆砌而构成。减压脱泡槽的顶部和底部通过在沿宽度方向堆砌多块耐火砖的同时在长边方向上也进行堆砌来构成。较好是构成顶部和底部的耐火砖中与侧壁部连接的耐火砖设有用于组装形成侧壁部的耐火砖的缺口部，将形成侧壁部的耐火砖从外侧组装于该缺口部。并且，较好是从形成侧壁部的耐火砖的外侧用千斤顶(jack)等固定装置固定，使得形成侧壁部的耐火砖与形成顶部的耐火砖和形成底部的耐火砖的接触部分的接缝不会开裂。此外，对于长边方向，也较好是如专利文献1的图1所示，从外侧用千斤顶等固定装置将形成前部壁面的耐火砖和形成后部壁面的耐火砖固定，使得减压脱泡槽的形成前部壁面的耐火砖和形成后部壁面的耐火砖与形成顶部的耐火砖和形成底部的耐火砖连接的部分的接缝不会因热膨胀而开裂。在沿宽度方向堆砌多块耐火砖而构成的减压脱泡槽的顶部，通过至少使位于中央的耐火砖呈其宽度向上方拱起的拱结构，可以防止构成顶部的耐火砖下落。
通过上述结构的本发明的减压脱泡装置，能够在不产生熔融玻璃流路中的熔融玻璃流的滞留、局部的熔融玻璃流的流速增大和熔融玻璃流的压降过度增加等问题的情况下实现200吨/天以上、较好是500吨/天以上、更好是700吨/天以上的处理能力。
使用本发明的减压脱泡装置实施减压脱泡时，在将减压脱泡槽的内部保持于规定的减压状态的情况下，向该减压脱泡槽供给熔融玻璃。在这里，减压脱泡槽内部较好是减压至51～613hPa(38～460mmHg)。减压脱泡槽内部更好是减压至80～338hPa(60～253mmHg)。
使用本发明的减压脱泡装置进行减压脱泡的玻璃只要是用加热熔融法制造的玻璃即可，对于组成没有限制。因此，可以是以钠钙玻璃为代表的钠钙硅酸盐类玻璃或如含碱硼硅酸盐玻璃等含碱玻璃。
建筑用或车辆用的平板玻璃所用的钠钙玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2：65～75％、Al2O3：0～3％、CaO：5～15％、MgO：0～15％、Na2O：10～20％、K2O：0～3％、Li2O：0～5％、Fe2O3：0～3％、TiO2：0～5％、CeO2：0～3％、BaO：0～5％、SrO：0～5％、B2O3：0～5％、ZnO：0～5％、ZrO2：0～5％、SnO2：0～3％、SO3：0～0.5％。
液晶显示器用的基板所用的无碱玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2：39～70％、Al2O3：3～25％、B2O：1～20％、MgO：0～10％、CaO：0～17％、SrO：0～20％、BaO：0～30％。
等离子体显示器用的基板所用的混合含碱玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2：50～75％、Al2O3：0～15％、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO：6～24％、Na2O+K2O：6～24％。
本发明的玻璃制品的制造装置包括前述的减压脱泡装置、设于该减压脱泡装置的上游侧的熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化单元、设于该减压脱泡装置的下游侧的对熔融玻璃进行成形的成形单元、对成形后的玻璃进行退火的退火单元。还有，熔化单元、成形单元、退火单元在公知技术的范围内。例如，熔化单元中，将按所需的组成调制的玻璃原料投入熔化槽，加热至对应于玻璃种类的规定温度，例如建筑用或车辆用等的钠钙玻璃的情况下为约1400～1600℃，将玻璃原料熔化而获得熔融玻璃。例如，作为成形单元，可以例举采用浮法、熔融法或下引法等的装置。其中，因为可以大量地制造从薄板玻璃到厚板玻璃的大范围的厚度的高品质的平板玻璃，所以较好是采用用于浮法的浮法锡槽的成形单元。例如，作为退火单元，一般采用具备作为成形后的玻璃的搬运机构的搬运辊和用于使成形后的玻璃的温度缓慢下降的机构的退火炉。使温度缓慢下降的机构通过燃烧气体或电加热器将其输出受控的热量供给至炉内需要的位置，将成形后的玻璃慢慢冷却(退火)。藉此，可以消除存在于成形后的玻璃内的残留应力。
下面，对本发明的玻璃制品的制造方法进行说明。图4是本发明的玻璃制品的制造方法的一种实施方式的流程图。本发明的玻璃制品的制造方法的特征在于，使用上述的本发明的减压脱泡装置。本发明的玻璃制品的制造方法包括通过上述的减压脱泡装置对熔融玻璃进行脱泡处理的工序、在该减压脱泡装置的上游侧熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化工序、在该减压脱泡装置的下游侧对熔融玻璃进行成形的成形工序、对成形后的玻璃进行退火的退火工序。或者，本发明的玻璃制品的制造方法是包括熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化工序、通过具有减压脱泡槽以及与所述减压脱泡槽连接的上升管和下降管的减压脱泡装置对该熔融玻璃进行脱泡处理的工序、对该脱泡处理后的熔融玻璃进行成形的成形工序、对成形后的玻璃进行退火的退火工序的玻璃制品的制造方法，其特征在于，在所述减压脱泡槽内流动的熔融玻璃具有宽幅部位，该宽幅部位的熔融玻璃流的宽度w1和长度l1的比值w1/l1较好为0.2以上、4以下，在所述减压脱泡槽内流动的与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流的宽度w2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流的宽度w3比所述宽幅部位的熔融玻璃流的宽度w1小，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流的深度h2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流的深度h3比所述宽幅部位的熔融玻璃流的深度h1深。还有，w1、w2、w3、l1与玻璃流路中的W1、W2、W3、L1相同。此外，如上所述，宽幅部位的熔融玻璃流的深度h1等于自熔融玻璃的液面的假想水平面至该宽幅部位的熔融玻璃流路的底部的深度，与上升管连接的部位的熔融玻璃流的深度h2等于自熔融玻璃的液面的假想水平面至该与上升管连接的部位的熔融玻璃流路的底部的深度，与下降管连接的部位的熔融玻璃流的深度h3等于自熔融玻璃的液面的假想水平面至该与下降管连接的部位的熔融玻璃流路的底部的深度。
本发明的玻璃制品的制造方法除使用前述的本发明的减压脱泡装置以外在公知技术的范围内。此外，本发明的玻璃制品的制造方法中采用的装置如前所述。图4中，除了作为本发明的玻璃制品的制造方法的构成要素的熔化工序、成形工序和退火工序之外，还示出了根据需要采用的切割工序即其他后续工序。
产业上利用的可能性
本发明的减压脱泡装置和玻璃制品的制造装置以及玻璃制品的制造方法可用于建材用、车辆用、光学用、医疗用及其他范围广泛的玻璃制品的制造。
这里引用2008年6月2日提出申请的日本专利申请2008-144519号的说明书、权利要求书、附图以及摘要的全部内容作为本发明的说明书的揭示。
符号的说明
1：减压脱泡装置
2，2’：减压脱泡槽
21，21’：宽幅部位
22，22’：上升管连接部位
23，23’：下降管连接部位
3：上升管
4：下降管
10：上游侧导管结构
20：下游侧导管结构

Claims (10)

1.一种减压脱泡装置，它是包括减压脱泡槽以及与所述减压脱泡槽连接的上升管和下降管的减压脱泡装置，其特征在于，
所述减压脱泡槽具有形成该减压脱泡槽中的熔融玻璃流路的宽幅部位，该宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1和长度L1的比值W1/L1在0.2以上，
在所述减压脱泡槽中，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W3比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1小，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的底部和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的底部位于比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的底部低的位置。
2.如权利要求1所述的减压脱泡装置，其特征在于，所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1在1000mm以上。
3.如权利要求1或2所述的减压脱泡装置，其特征在于，所述宽幅部位的熔融玻璃流路的长度L1在5000mm以上。
4.如权利要求1或2所述的减压脱泡装置，其特征在于，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的底部和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的底部分别位于比所述宽幅部位的熔融玻璃流路的底部低50～1000mm的位置。
5.如权利要求1或2所述的减压脱泡装置，其特征在于，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W2、与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的宽度W3、所述上升管的以直径计的内径r2和所述下降管的以直径计的内径r3满足下式所示的关系：
1×r2≤W2≤5×r2；
1×r3≤W3≤5×r3。
6.如权利要求1或2所述的减压脱泡装置，其特征在于，以熔融玻璃的液面的假想水平面为基准，所述水平面下的所述宽幅部位的熔融玻璃流路的截面积S1、所述水平面下的与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的截面积S2和所述水平面下的与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的截面积S3满足下式所示的关系：
1.0≤S1/S2≤10.0；
1.0≤S1/S3≤10.0。
7.如权利要求1或2所述的减压脱泡装置，其特征在于，所述宽幅部位的熔融玻璃流路的宽度W1、所述宽幅部位的熔融玻璃流路的长度L1、与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流路的长度L2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流路的长度L3满足下式所示的关系：
0.5×W1≤L2≤2×L1；
0.5×W1≤L3≤2×L1。
8.一种玻璃制品的制造装置，其特征在于，包括权利要求1～7中的任一项所述的减压脱泡装置、设于该减压脱泡装置的上游侧的熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化单元、设于该减压脱泡装置的下游侧的对熔融玻璃进行成形的成形单元、对成形后的玻璃进行退火的退火单元。
9.一种玻璃制品的制造方法，其特征在于，包括通过权利要求1～7中的任一项所述的减压脱泡装置对熔融玻璃进行脱泡处理的工序、在该减压脱泡装置的上游侧熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化工序、在该减压脱泡装置的下游侧对熔融玻璃进行成形的成形工序、对成形后的玻璃进行退火的退火工序。
10.一种玻璃制品的制造方法，它是包括熔化玻璃原料来制造熔融玻璃的熔化工序、通过具有减压脱泡槽以及与所述减压脱泡槽连接的上升管和下降管的减压脱泡装置对该熔融玻璃进行脱泡处理的工序、对该脱泡处理后的熔融玻璃进行成形的成形工序、对成形后的玻璃进行退火的退火工序的玻璃制品的制造方法，其特征在于，
在所述减压脱泡槽内流动的熔融玻璃具有宽幅部位，该宽幅部位的熔融玻璃流的宽度w1和长度l1的比值w1/l1在0.2以上，
在所述减压脱泡槽内流动的与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流的宽度w2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流的宽度w3比所述宽幅部位的熔融玻璃流的宽度w1小，与所述上升管连接的部位的熔融玻璃流的深度h2和与所述下降管连接的部位的熔融玻璃流的深度h3比所述宽幅部位的熔融玻璃流的深度h1深。
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